Arabidopsis Tandem Zinc Finger 9, a mitogen activated protein kinase substrate, binds RNA and mediates immunity

Abstract

Pflanzen erkennen Krankheitserreger über konservierte mikrobielle Strukturen, sogenannte Pathogen-assoziierte molekulare Muster (PAMPs), über Membran-lokalisierte Mustererkennungsrezeptoren (PRRs), wodurch PAMP-vermittelte Immunität (PTI) ausgelöst wird. Dies schließt die phosphorylierungsabhängige Aktivierung des dreistufigen Mitogen-aktivierten Proteinkinase (MAPK) Signalwegs ein. Eines der MPK3- und -6-Substrate, das Tandem-Zink-Finger-Protein 9 (TZF9), ist an der PTI beteiligt, da die tzf9-Mutante eine abgeschwächte Abwehrreaktion zeigt. Es wurde gezeigt, dass TZF9 im Zytoplasma und in den Processing Bodies (PB) lokalisiert ist. TZF9 bindet an 18 Nukleotid-ribohomopolymere (polyG und polyU) RNA-Moleküle und eine 100 Nukleotid-Zufallssonde (Pentaprobe) in Electrophoretic Mobility-Shift-Assays (EMSA). Eine globale Genexpressionsanalyse von Wildtyp (wt) Col-0 im Vergleich zu tzf9 Mutanten zeigte eine Anreicherung von Stress- / Stimuli- responsiven Genen. Auch wurde ein hoher Entkopplungsgrad zwischen Transkriptom und Translatom beobachtet. Eine ähnliche Anzahl von differentiell exprimierten Genen (DEGs) zeigte sowohl in tzf9 als auch in wt nach PAMP-Behandlung einen vergleichbaren Trend. Die Entkopplung in tzf9 war jedoch auf Translationsebene verschoben. Insgesamt wurde gezeigt, dass PAMP-responsive MAPKs die Genexpression post-transkriptionell über TZF9 regulieren können

Plants recognize pathogens via conserved microbial features called pathogen associated molecular patterns (PAMPs) via membrane localized pattern recognition receptors (PRRs), thereby triggering PAMP-triggered immunity (PTI). This includes phosphorylation-dependent activation of the three-tiered mitogen activated protein kinase (MAPK) pathway. One of the MPK3 and -6 substrate, Tandem Zinc finger protein 9 (TZF9) is shown to be involved in PTI as tzf9 mutant shows attenuated defense response. TZF9 was shown to be localized in cytoplasm and processing bodies (PB). TZF9 binds to 18 mer-ribohomopolymers (polyG and polyU) RNA molecules and a 100 mer random probe (Pentaprobe) in electrophoretic mobility shift assays. A global gene expression analysis of wild-type (wt) Col-0 compared to tzf9 mutant showed an enrichment of stress/stimuli responsive genes. Also, a high degree of uncoupling between transcriptome and translatome was observed. A similar number of differentially expressed genes (DEGs) were coupling in both tzf9 and wt upon PAMP treatment (1 hpi). However, the uncoupling in tzf9 was biased at translational level. Overall, it was shown that PAMP-responsive MAPKs might regulate gene expression at post-transcriptional level via TZF9.